Структура и состав машинно-технологических агрегатов на основе мобильных энергосредств пятого поколения

Введение. Мобильная энергетика в АПК представляет основу получения продукции в сельхозпроизводстве, прежде всего зерна. Массовое применение тракторов в России в составе производственного аппарата относится к началу реконструкции сельского хозяйства на коллективной основе с целью создания крупных многоотраслевых сельхозпредприятий практически государственной собственности.

Трактор «Сталинец-65» Челябинского тракторного завода

Общий вид трактора «Руслан»

Рисунок 1

* Представлено акад. Э,И. Липковичем, гл. научным сотрудником Азово-Черноморского инженерного института.

С тех пор, с начала тридцатых годов, технологическая схема трактора практически не изменилась. Да, они совершенно разные по мощности, массе, рабочей поступательной и транспортной скорости, эргономическим условиям работы оператора. На рисунке 1 представлены первый отечественный гусеничный трактор серийного производства [1] и современный гусеничный трактор «Руслан» [2], а на рисунке 2 - «Фордзон-Путиловец» [3] того же времени и современный трактор К-744 - для сравнения [1]. Но технологически они одинаковы: обе машины разного времени - это «стальные кони» с задним прицепным устройством.

И если тракторы первого поколения агре-гатировались, в основном, с малокорпусными (по количеству) отвальными плугами, то современные - с 8-9-корпусными при корпусах тех же размеров и той же геометрии и многими другими силовыми орудиями для обработки почвы и других земледельческих операций, которые нередко были объединены в многооперационные комплексы - довольно длинные неуклюжие шлейфы, требующие широких поворотных по лос - но уже на полях в 100-150 га вместо малых площадок крестьянско-собственнической земли (рисунок 3). Конечно же, дневная (суточная) производительность на основной операции почвообработки - отвальной вспашке выросла до 30-35 га. Но постепенное наращивание производительности с одновременными повышениями масс - до 16-17 т, энергонасыщенности привело также к постепенному разбалансированию параметров технических средств в целом с характеристиками обрабатываемой среды. Это экологическое разбалансирование доросло до столь высокой степени, что уже попало в область существования угроз для сельхозпроиз-водства.

Техногенная разбалансированность в настоящее время ставит под вопрос саму механизацию сельского хозяйства, о чем написано большое количество трудов, в частности [5], и количество публикаций постоянно растет. Сегодня уже фактически сформирована проблема о разработке инновационных мобильных энергосредств сельскохозяйственного назначения пятого поколения.

а - Колесный трактор первого поколения                  б - Трактор К-744

(«Фордзон-Путиловец» завода                  Петербургского тракторного завода

«Красный Путиловец» -1924 г.)                          (наше время)

Рисунок 2

Цель исследования: разработать предложения по обоснованию системы машиннотехнологических агрегатов на основе мобильной энергетики сельскохозяйственного назначения пятого поколения.

Задачи исследования:

• -    обобщить основные характеристики поколений тракторов сельскохозяйственного назначения вплоть до настоящего времени:

• -    сформулировать требования к экологической сбалансированности техногенного взаимодействия в продукционных агроэкосистемах;

• -    обосновать конструктивно-технологические схемы МТА на основе МЭС пятого поколения;

• -    определить расчетную технико-экономическую эффективность разрабатываемых МТА.

Результаты исследования. За период с начала серийного производства типоразмерного ряда МТА на основе МЭС пятого поколения по настоящее время было разработано и поступило в АПК, как нам представляется, четыре поколения тракторов сельскохозяйственного назначения, начиная от модели «Фордзон-Путиловец» до семейства К-744 в колесном исполнении и от С-60/65 до трактора «Руслан» - в гусеничном. При этом величина мощности трактора нами не рассматривается по принадлежности к тому или иному поколению. Это означает, что принадлежность к одному и тому же поколению может иметь трактор в 100 л.с. и трактор мощностью 300 л.с.

Рисунок 3 - К-744Р4 класса 8 в агрегате с 11-корпусным плугом

Надо отметить, что и в настоящее время имеющиеся в России тракторные производства продолжают создавать машины четвертого поколения. Так, новейший гусеничный трактор «Руслан» класса 5-6 относится (по нашей клас сификации) к четвертому поколению, так же как и трактор Т-250 «Алттрак», который был создан и прошел испытания безупречно, по крайней мере, на Северо-Кавказской МИС, но ещё в конце прошлого века* (таблица 1).

Таблица 1 - Основные показатели трактора класса 5-6 Т-250 «Алттрак»

Показатели	Значений показателей по данным испытаний
	На Алтайской МИС	На Северо-Кавказской МИС
	Стерня колосовых	Стерня колосовых			Поле, подготовленное под посев
	Т-250 №16	Т-250 №15	Т-4А	К-701М	Т-250 №15	Т-4А
Эксплуатационная масса трактора, кг	13525	13570	8430	15200	13570	8430
Номинальное тяговое усилие, кН	61,9	98.7	43,6	45,5	83,5	-
Наибольшая тяговая мощность, кВт	125,1	158,3	77,8	155,5	141,5	71,7
Удельный расход топлива при наибольшей тяговой мощности, г/кВт ч	273,1	243,0	293,0	345,0	265,0	312
Буксование движителей при наибольшей тяговой мощности, %	2,88	5,4	8,7	5,8	6,9	4,0
Условный тяговый КПД	0,65	0,829	0,757	0,701	0,741	0,698

Но одновременно уже в течение, быть может, тридцати лет, ведутся работы по созданию следующего, пятого поколения, которое должно существенно отличаться по технологической компоновке и конструктивной схеме в целом от всех предыдущих моделей. На рисунке 4 представлены первые разработки, включающие сменный гусеничный аппарат, монтируемый на колесный К-701, и имеющие реальное развитие в наше время, и макетный образец класса 3 с унифицированными передней и задней навесными системами, двумя независимыми ВОМ, бесступенчатый привод ходовой части: в настоящее время находится в разработке опытный образец такого МЭС в АЧИИ совместно с нашим предприятием как перспективным будущим производителем семейства новых МЭС.

Трактор К-701 со сменным гусеничным ходовым аппаратом (опытный образец, 80-е годы - ВНИПТИМЭСХ, ныне СКНИИМЭСХ; Э.И. Липкович, А.Д. Козыренко)

Рисунок 4

Макетный образец мобильного энергосредства класса 3 с бесступенчатой гидрообъемной трансмиссией и двумя навесными системами (1980-е годы, ВНИПТИМЭСХ + ГСКБ, г. Таганрог; Э.И. Липкович - Ю.Н. Ярмашев)

Работы поставлены акад. Э.И. Липкови-чем и ведутся под его руководством созданным им коллективом конструкторов и производителей новой сельхозтехники на базе АЧИИ и ООО «Сигма-С».

К настоящему времени обосновано и разрабатывается типоразмерный ряд МЭС пятого поколения с сохранением существующей классификации в российской механизации АПК по тяговым классам 3-4, 5-6 и 8 тс.

Тут же подчеркнем, что в предлагаемой работе рассматриваются только так называемые тяжелые тракторы: от класса 3 и выше, которые «делают урожай».

Одновременно с МЭС произведен синтез МТА, которые реализуют инновационные свойства МЭС, создаваемые специально для повышения эффективности процессов на полевых работах.

В связи с этим, в частности с использованием работ ВИМ [6-9], нами были сформулированы требования к экологической сбалансированности техногенных процессов в продуктовых агроэкосистемах зернового производства, к которым относятся следующие.

• 1.    Ходовые системы всех МЭС сельхозназначения классов от 3 до 8 должны обеспечивать удельное давление на продукционные слои почвы не выше 0,45 кгс/см². Такие давления сегодня никакие традиционные колесные ходовые аппараты не обеспечивают. Это означает, что МЭС должны оборудоваться либо гусеничными ходовыми

• 2.    Степень буксования ходовых систем МЭС на рабочих поступательных скоростях не должна превышать 3-5%. Это означает, что тяжелые МЭС пятого поколения в своем технологическом функционировании предпочтительно оборудовать гусеничным ходовым аппаратом или изыскивать другие адекватные способы (пока нам не известные).

• 3.    Распространение волновых процессов в подпахотном слое, уплотняющем его на глубину до 80-100 см, не допускается.

• 4.    Эродирование почв ходовыми аппаратами МЭС не должно превосходить допустимые биологическими требованиями величины;

• 5.    При использовании МЭС в тяговом режиме целесообразно отдавать предпочтение гусеничным машинам, которые имеют значительно больший тяговый КПД, чем колесные, и как следствие, - более высокие техногенные параметры.

• 6.    При работе тяжелых колесных МЭС необходимо предусматривать регулярное применение операции разуплотнения подпахотного слоя на глубину до 40-45 см (глубокорых-ление, чизелевание).

аппаратами, либо многомостовыми колесными конструкциями. Наиболее рациональным выходом здесь выступает установка сменного гусеничного ходового аппарата взамен колесного либо прямое использование современных гусеничных МЭС, что рациональнее и предпочтительнее. Глубина колеи, создаваемая ходовым аппаратом на почвенном фоне, подготовленном под посев, должна соответствовать удельному давлению от ходовых систем не выше 0,45 кгс/см².

Главным источником волновых процессов уплотнения являются значительные массы тяжелых тракторов и колебательные движения этих масс как одно из следствий сравнительно малых баз ходовых систем. Преимуществом здесь обладают многоопорные ходовые аппараты гусеничных машин; сюда же можно отнести МЭС со сменным гусеничным ходовым аппаратом.

при этом должно быть вообще запрещено использование МЗС на колесном ходовом аппарате, допускающем более 4-5% буксования ходовых систем как резиноармированными гусеницами (РАГ) или резинотросовыми, так и металлическими.

Таким образом, сформулированные требования к взаимодействию МЭС пятого поколения с агроэкосистемами (или, точнее, непосредственно в них) подводят к выводу о том, что целесообразным вариантом применения в АПК мобильных энергосредств являются гусеничные машины. По-видимому, эта проблема была решена на заре индустриализации российского сельского хозяйства. Этот фактор подтверждается громадным опытом использования гусеничных тракторов, накопленным в дореформенной России. Поэтому в период построения системы МЭС пятого поколения проблема должна быть пересмотрена, по крайней мере, с позиций экологического равновесия техногенных процессов.

Важнейшим технологическим элементом здесь выступает сокращение количества проходов технических средств по полю. Речь идет о комплектовании многопроцессных МТА. Однако современный трактор имеет единственную точку агрегатирования - как правило, в виде тягового крюка и (или) навесной гидросистемы. Технологически оптимальным следует считать объединение операций в едином МТА до уровня, допускаемого общим агросроком; такое объединение автоматически предусматривает законченность технологической операции или её части, и автоматически же прерывающей процесс, предусмотренный агроценозом.

На рисунках 5-9 представлены предлагаемые конструктивно-технологические схемы МТА на базе МЭС-3200 класса 3-4 в колесном и сменном гусеничном исполнениях, МЭС-5400

класса 5-6 в гусеничном, МЭС-5400К в колесном исполнениях и МЭС-8470 класса 8 в гусеничном исполнении. Здесь же отметим, что МЭС классов 5-6 и 8 имеют в составах технологического оборудования прицепные безмоторные зерноуборочные (комбайновые) агрегаты [10], При этом схемы комбайновых агрегатов выполнены на основе аксиально-роторных молотиль-но-сепарирующих устройств с поперечным их расположением.

Технико-экономическая эффективность выполняемых исследований по созданию типоразмерного ряда МЭС пятого поколения и на их основе синтеза инновационных многопроцессных МТА имеет особое значение в нашей работе. Дело в том, что речь идет о совершенно новых МТА, в которых, во-первых, сделана попытка реализации требований параметров рационального экологического взаимодействия в продукционных агроэкосистемах, и, во-вторых, это взаимодействие основывается на новых схемах МЭС, возможности которых используются сполна, в том числе и созданием передних унифицированных гидросистем и ВОМ, что, в общем, обеспечивает многопро-цессность. Поэтому в определении эффективности, хотя и расчетной, используется новая экономико-математическая методика, которая разработана в СКНИИМЭСХ (б. ВНИПТИМЭСХ) и адаптирована к нашей потребности с участием АЧ ИИ и ООО «Тензор-Т».

Результаты анализа технико-экономической эффепи внести столь значительного инновационного научно-технического решения, хотя и предварительные, представляется целесообразным изложить в определенной степени подробно.

Основное решение задачи состоит из трех блоков.

Первый блок представляет собой решение задачи сравнительной технико-эксплуатационной эффепивности использования МТП на возделывании восьмипольного севооборота применительно к К(Ф)Х общей площадью 840 га. В качестве базового сформирован комплекс машин (продуновый комплекс) из МТП; здесь в базовом энергосредстве использован колесный трактор четвертого поколения АТМ-3180М класса 3 мощностью 180 л.с. Комбайны зерновой и кормоуборочный приняты традиционно самоходными.

МЭС-5400К колесный

МЭС-3200 гусеничный вариант

масса: 7500 кг класс тяги: 30 кН мощность: 183 кВт скорость поступательная: рабочая -0-12,8 км/ч транспортная - до 30 км/ч цена: 3600 тыс. руб. расчетная масса: 11500 кг класс тяги: 50 кН мощность: 265 кВт скорость поступательная: рабочая-0-11 км/ч транспортная - до 30 км/ч цена: 4800 тыс. руб. расчетная масса: 7500 кг класс тяги: 30-35 кН мощность: 183 кВт скорость поступательная: рабочая-0-11 км/ч транспортная - до 20 км/ч цена: 4600 тыс. руб. расчетная

МЭС-8470

МЭС-5400 гусеничный масса: 12000 кг класс тяги: 50 кН мощность: 287 кВт скорость поступательная: рабочая -0-10,8 км/ч транспортная - до 20 км/ч цена: 4800 тыс. руб. расчетная гусеничный масса: 14500 кг класс тяги: 80 кН мощность: 345 кВт скорость поступательная: рабочая -0-10 км/ч транспортная - до 15 км/ч цена: 9000 тыс. руб. расчетная

Рисунок 5 - Сельскохозяйственные мобильные энергосредства пятого поколения

В качестве инновационного продуктового сформирован комплекс на базе МТП, в основе которого находится мобильное энергосредство МЭС-3200 пятого поколения в колесном и гусеничном (сменный ходовой аппарат) исполнении класса 3 мощностью 250 л.с., которое оснащается современными и перспективными средствами механизации.

Второй блок представляет собой решение задачи сравнительной технико-экономичес- кой эффективности использования МТП на возделывании девятивольного севооборота площадью 2250 га зернокормового направления

M3C3200K

применительно к коллективным сельхозоргани зациям (СХО: СПК, КСП и т.п.).

1 - дисковая поверхностная обработка почвы + отвальная вспашка; 2 - дисковая поверхностная обработка почвы + глубокое безотвальное рыхление; 3 - дисковая поверхностная обработка почвы + основная плоскорезная обработка почвы; 4-культиватор для сплошной культивации почвы + посевной комплекс; 5 - почвообрабатывающий адаптер + навесная широкозахватная сеялка точного высева (для посева пропашных культур); 6 - адаптер для уборки силосных культур + комбинированная безотвальная обработка почвы (подготовка почвы под посев озимых по непаровым предшественникам)

Рисунок 6 - Многопроцессные МТА на основе МЭС-3200

Базовым здесь представлен продуктовый (технологический) комплекс, в основе которого мобильное энергетическое средство - гусеничный трактор «Руслан» класса 5-6 мощностью 335 л.с. четвертого поколения (производство последних лет). Остальные технические средства: зерноуборочные комбайны типа

«Асгоз» и кормоуборочный комбайн «Дон-680» - тоже самоходные, традиционные.

Инновационный вариант технологического комплекса опирается на МТП, базовой машиной которого является МЭС-5400 - гусеничная машина мощностью 360(390) л.с. класса 5 пятого поколения; МЭС-5400 несет на себе без- моторный прицепной зерноуборочный комбайн с пропускной способностью 6 кг/с с поперечным аксиально-роторным МСУ и сменный кормоуборочный адаптер.

• 1    - дисковая поверхностная обработка почвы + глубокое безотвальное рыхление;

• 2    - почвообрабатывающий адаптер (культиватор) + навесная широкозахватная сеялка высева пропашных; 3- почвообрабатывающий адаптер + посевной комплекс; 4-дисковая обработка почвы + прицепной безмоторный комбайн среднего класса с поперечным аксиально-роторным МСУ;

5-скашивание хлебов в валки + послеуборочная обработка почвы (поверхностная);

• 6    - адаптер навесной для уборки кукурузы на силос + комплексное орудие для подготовки почвы под посев озимых по непаровым предшественникам

  Рисунок 7 - Много процессные МТА на основе МЭС-5400К

• 1    - дисковая обработка почвы + глубокое безотвальное рыхление; 2 - почвообрабатывающий адаптер по подготовке почвы под посев + навесная широкозахватная сеялка пропашных;

• 3    - почвообрабатывающий адаптер + посевной комплекс; 4 - поверхностная обработка почвы (закрытие влаги) + прицепной безмоторный комбайн среднего класса с поперечным аксиально-роторным МСУ; 5 - скашивание хлебов в валки + поверхностная обработка почвы;

• 6    - адаптер навесной для уборки кукурузы на силос + комплексное орудие для подготовки почвы под посев (подготовка почвы под посев озимых по непаровым предшественникам)

Рисунок 8 - Много процессные МТА на основе гусеничного М ЭС-5400

• 1    - поверхностная обработка почвы + глубокое безотвальное рыхление; 2 - дисковая обработка почвы + отвальная вспашка; 3 - адаптер для поверхностной обработки почвы + посевной комплекс;

• 4    и 5 - уборочные агрегаты (варианты); 6 - адаптер навесной для уборки кукурузы на силос + комплексное орудие для подготовки почвы под посев (подготовка почвы под посев озимых по непаровым предшественникам)

Рисунок 9 - Многопроцессные МТА на основе МЭС-8470 в гусеничном исполнении

Таблица 2 - Базовый зональный севооборот К(Ф)Х южно-российского возделывания зерновых культур

№ пп	Наименование культур	Предшественник	Площадь поля, га
1.	Пар черный	Подсолнечник на зерно	120,0
2.	Озимая пшеница на зерно	Пар черный	120,0
3.	Подсолнечник на зерно	Озимая пшеница на зерно	120,0
4.	Озимая пшеница на зерно	Зернобобовые на зерно	120,0
5.	Озимая пшеница на зерно	Кукуруза на силос	120,0
6.	Зернобобовые на зерно	Озимая пшеница на зерно	120,0
7.	Кукуруза на силос	Озимая пшеница на зерно	120,0
	Итого		840,0

Таблица 3 - Характеристика энергомашин из традиционного МТП

Шифр	Наименование энергомашины	Количество, шт.	Стоимость, у.е. (1у.е.-28,5р)	Загрузка, ч	ГСМ, т	Масса, кг
002	Terrion АТМ-3180М	2	475790,0	956,25	25,32	13520
011	МТЗ-80	1	34717,0	65,88	0,88	3500
089	УЭС «Дон-680»	1	91228,0	74,34	1,14	14680
167	Acros-530	3	484212,0	341,97	8,82	41100

Энергомашины для инновационного проекта приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Перечень энергомашин для инновационного МТА на базе МЭС-3200

Шифр	Наименование энергомашины	Количество, шт.	Стоимость, у.е. (1у.е.-28,5р)	Загрузка, ч	ГСМ, т	Масса, кг
033	МЭС-3200	1	105263	493,6	13,5	7600
167	Acros-530	3	484212	315,47	7,7	41100

Приведем общую таблицу показателей (базовым). Расчетные значения основных па-эффекгивности инновационного технологиче- раметров, характеризующих оба комплекса, ского комплекса в сравнении с традиционным приведены в таблице 5. Таблица 5 - Показатели сравнительной эффективности МТП на основе базовой и инновационной техники
Ns пп	Наименование показателя; размерность	Значение показателя
		базовый вариант	инновационный вариант
1.	Эксплуатационные затраты, тыс. руб., в т.ч. заработная плата стоимость ГСМ отчисления на реновацию энергомашин отчисления на реновацию с.-х. машин отчисления на капремонт энергомашин отчисления на капремонт с.-х. машин отчисления на тек. ремонт энергомашин отчисления на тек. ремонт с.-х. машин	4845,43 217,25 1195.44 2150,88 333,11 0,00 0,00 876,57 197,38	4053,50 120,21 700,83 1370,0 990,76 76,79 0,00 476,75 231,41
2.	Капитальные вложения, тыс. руб., в т.ч. на энергомашины на сельхозмашины	22762,81 19978,9 2783,91	20927,21 12880,21 8146,04
3.	Расход топлива, т	32,83	21,22
4.	Затраты труда, чел.-ч	1843,78	1331,51
5.	Максимальная потребность в рабочей силе, чел., в т.ч. трактористов-машинистов	6 3	5 3
Из данных таблицы можно получить еле-                          36,16    „ _ дующие значения эффективности инновацион-         расход топлива 2қ22~ в1’7Раза’ ного комплекса:                                                         1843 78 - эксплуатационные затраты снижаются        - затраты труда - ■—-—= в1,38раза. 7078,42     /                                             133^51 440190 " в ,ь раза’                                Вариант второго блока с использовани- ' !                                         ем МЭС-5400 класса 5 пятого поколения в т.ч. заработная плата - —— -         Здесь, как и в первом блоке, за основу 120,21     расчета МТП принимается зональный севообо- в 1,8 раза;                                      рот зерно кормового направления применительно - капиталовложения снижаются к коллективным сельхозорганизациям (СХО: 34533,33 _ , „    ,                         СПК, КСП и т.п.), довольно значительной вели- 24346,08 ~ В ^Р333,                        чины - 2250 га, девятипольный (по существу, мало уступающий дореформенным традициям). Схема севооборота приведена в таблице 6.

Таблица 6 - Базовый зональный севооборот зерно кормового направления

№ пп	Наименование культур	Предшественник	Площадь поля, га
1.	Пар черный	Озимая пшеница на зерно	250,0
2.	Озимая пшеница на зерно	Пар черный	250,0
3.	Кукуруза на зерно	Озимая пшеница на зерно	250,0
4.	Озимая пшеница на зерно	Зернобобовые на зерно	250,0
5.	Озимая пшеница на зерно	Кукуруза на силос	250,0
6.	Зернобобовые на зерно	Кукуруза на зерно	250,0
7.	Кукуруза на силос	Озимая пшеница на зерно	250,0
8.	Подсолнечник на зерно	Озимая пшеница на зерно	250,0
9.	Озимая пшеница на зерно	Подсолнечник на зерно	250,0
	Итого		2250,0

Таблица 7 - Состав парка энергомашин для севооборота 2250 га (второй вариант базовый)

Шифр	Наименование сельхозмашин (марка)	Количество, шт,	Стоимость, у.е. (1у.е.-28,5р)	Загрузка, ч	Расход ГСМ, т	Масса, кг
001	«Руслан»	1	368421,0	433,54	23,83	14700
011	МТЗ-80	3	104151,0	529,82	7,08	10500
029	КСКУ-6	2	80700,0	145,83	5,11	26620
089	УЭС «Дон-680»	2	182456,0	152,18	2,33	29360
167	«Асгоз-530»	6	968424,0	823,31	20,76	82200

Таблица 8 - Состав парка сельхозмашин для севооборота 2250 га с МЭС-5400 класса 5 (инновационный вариант)

Шифр	Наименование сельхозмашин (марка)	Количество, шт.	Стоимость, у.е. (1у.е.-28,5р)	Загрузка, ч	Расход ГСМ, т	Масса, кг
084	МЭС-5400	5	61403,0	1575,79	61,56	60000
167	«Acros-530»	1	161404,0	32,71	2,26	13700

Таблица 9 - Показатели эффективности МТП для севооборота 2250 га с использованием мобильных энергосредств класса 5

№ пп	Наименование показателя; размерность	Значение показателя
		базовый вариант, «Руслан»	инновационный вариант, МЭС-5400
1.	Эксплуатационные затраты, тыс. руб., в т.ч. заработная плата стоимость ГСМ отчисления на реновацию энергомашин отчисления на реновацию с.-х. машин отчисления на капремонт энергомашин отчисления на капремонт с.-х. машин отчисления на тек. ремонт энергомашин отчисления на тек. ремонт с.-х. машин	10007,02 313,46 1955,93 5016,52 532,46 46,95 0,00 1730,95 330,72	8949,66 243,06 1908,05 2860,00 1949,61 338,95 184,61 615,45 1073,55
2.	Капитальные вложения, тыс. руб., в т.ч. на энергомашины на сельхозмашины	53300,70 43368,33 4732,37	40728,95 23800,01 19837,88
3	Расход топлива, т	59,16	57,51
4.	Затраты труда, чел.-ч	2929,95	1871,93
5.	Максимальная потребность в рабочей силе, чел., в т.ч. трактористов-машинистов	13 7	6 4

Таблица 10 - Показатели эффективности сервисных работ (типа современных МТС) с использованием мобильных энергосредств класса 5-6, 8

(базовый вариант - «Руслан» - инновационный вариант - МЭС-8470 гусеничный)

№ пп	Наименование показателя; размерность	Значение показателя
		базовый вариант, «Руслан»	инновационный вариант, МЭС-8470
1.	Эксплуатационные затраты, тыс. руб., в т.ч. заработная плата стоимость ГСМ отчисления на реновацию энергомашин отчисления на реновацию с.-х. машин отчисления на капремонт энергомашин отчисления на капремонт с.-х. машин отчисления на тек. ремонт энергомашин отчисления на тек. ремонт с.-х. машин	18065,56 313,43 2883,43 10764,97 590,05 0,00 0,00	11976,01 246,48 2167,88 4499,99 1923,52 779,12 137,47 1279,99 941,64
2.	Капитальные вложения, тыс. руб., в т.ч. на энергомашины на сельхозмашины	108240,65 103749,72 4490,94	51859,28 35999,95 15859,34
3.	Расход топлива, т	87,22	64,24
4.	Затраты труда, чел.-ч	2539,70	1642,95
5.	Максимальная потребность в рабочей силе, чел., в т.ч. трактористов-машинистов	11 6	4 4

Наконец, третий блок представляет собой группу машин, объединяемую общим назначением: технологическим сервисом крупных и сверхкрупных, в том числе специализированных сельхозорганизаций по типу обслуживания современными машинно-технологическими станциями (МТС). Эта группа машин предназначена для выполнения заказных тяжелых (трудоемких) работ по обработке почвы, уборке озимых, силосных культур и т.п.

В качестве базовой группы используются тяжелые тракторы в гусеничном исполнении «Руслан» - четвертого поколения и высокопроизводительные зерноуборочные комбайны типа «Тогит» с широкозахватными приспособлениями (например, 12-рядное приспособление для уборки подсолнечника).

Инновационный вариант представлен гусеничным МЭС-8470 класса 8 пятого поколения мощностью до 500 л.с.

Рассмотрим расчетные результаты, относящиеся к параметрам эффективности инновационных технических средств в сравнении с традиционными продуктовыми (технологическими) комплексами, синтезированными, как уже отмечалось, на основе мобильных энергосредств четвертого поколения и соответствующих систем машин из состава существующего в настоящее время МТП - для всех трех блоков.

Вариант первого блока с использованием МЭС-3200 пятого поколения

Данные о базовом зональном севообороте, который, в общем, соответствует К(Ф)Х и на который осуществлено наложение традиционного и инновационного МТП, приведены в таблице 2.

В таблице 3 приведен перечень энергомашин для возделывания культур в севооборотах КФХ с использованием традиционных МТА.

В таблицах 7 и 8 приведены составы парка энергомашин и сельхозмашин и орудий для традиционного (базового) МТП и инновационно

го МТП на основе гусеничного МЭС-5400 клас са 5 пятого поколения.

Из таблицы 9 просматривается, как и в первом блоке, высокая эффективность инновационного МТП с использованием МЭС-5400 класса 5 пятого поколения:

- снижение эксплуатационных затрат

10007,02

9425,74

в 1,12 раза,

в т.ч. заработная плата в 1,47 раза;

- капиталовложения -в 1,3 раза,

313,46

213,06

53300,7

40728,95

43368,33 в т.н. на энергомашины - --------=

22100,01

в 1,96 раза:

• -    затраты труда--— = в 1,56 раза:

1871,93

• -    максимальная потребность в рабочей

силе - — = в 2,17 раза.

7 Л вт.ч. механизаторов- - = в 1,75раза.

Вариант третьего блока в виде трудоемких операций технологического сервиса

Представлен одной результирующей таблицей 10, в которой приведены сравнительные показатели традиционной группы энергосредств в виде гусеничного трактора «Руслан» класса 5-6 и высокопроизводительного зерноуборочного комбайна «Тогигп» и инновационной: гусеничного МЭС-8470 пятого поколения класса 8, безмоторного высокопроизводительного зерноуборочного комбайна с поперечным аксиально-роторным МСУ, 12-корпусного оборотного плуга.

Из результирующей таблицы 10 видна высокая эффективность инновационной группы технических средств на базе МЭС-8470.

Так,

- эксплуатационные затраты снизились

18065,56

11976,01

в 1,51 раза;

- капиталовложения в 2,09 раза,

108240,65

51859,28

в т.ч. на

энергомашины -

103 749,72

35999,95

в 2,88 раза;

2539 7

- затраты труда - ]б42,95 = в 1,5 раза;

- максимальная потребность в рабочей силе - — = в 2,75 раза.

Общие результаты технико-экономической оценки эффективности. Проведенный анализ сравнительной технико-экономической эффективности инновационной системы машин, базирующейся на мобильных энергосредствах пятого поколения, разработка которых ведется совместными усилиями АЧИИ и ООО «Тензор-Т», подтвердил целесообразность создания МЭС пятого поколения и на их основе синтеза инновационных многопроцессных МТА.

При этом в качестве объекта разработки (или создания) был выбран не отдельный класс машин, пусть и наиболее значимых (например,

МЗС класса 3-4), а весь типоразмерный ряд тяжелой тракторной техники нового поколения классов 3-4, 5-6, 8 в колесном и гусеничном исполнении. С точки зрения технологической здесь возникает возможность создания сбалансированного комплекса машин, который позволит синтезировать законченные системы для различных объемов полевых работ, т.е. создаваемый таким образом МТП обеспечит удовлетворение потребностей различных сельхозтоваропроизводителей. С точки зрения технической системная разработка, в частности, всего ряда в целом обеспечит высокую унификацию машин и их узлов внутри ряда и, если угодно, «равномерные» качество и технический уровень всех трех классов, что очень важно в современных условиях организации серийного производства.

И ещё один значимый момент состоит в том, что такой подход, во-первых, создаст предпосылки для организации серийного производства всех классов МЭС на общем машиностроительном предприятии (или их группе) и, во-вторых, обеспечит ускоренное введение новой техники в хозяйственный оборот в зональных АПК.

Обсуждение результатов. В основу создания мобильных энергосредств сельскохозяйственного назначения положены общие требования экологического сбалансирования техногенного взаимодействия в продукционных агроэкосистемах, в данном случае, - зернового производства. Сохранив классификацию сель-хозтракторов по классам тяги как базу для разработки прицепных и навесных сельхозмашин и орудий, были предложены конструктивнотехнологические схемы МЭС классов 3 (30 кН), 5-6 (50-60 кН) и 8 (80 кН) пятого поколения с базовыми машинами и орудиями, обеспечивающими уменьшение количества проходов при выполнении полевых операций, т.е. создание много процессных МТА.

Однако поставленная проблема довольно сложна в исполнении. Поэтому в составе исследований было предусмотрено обстоятельное технико-экономическое обоснование, которое потребовало специальной научно-методической основы в виде большой экономикоматематической модели. Такой методикой располагал СКНИИМЭСХ, в разработке которой принимал участие академик Э.И. Липкович. Методика была адаптирована к задаче технико экономического исследования МЭС пятого поколения с соответствующими инновационными МТА (канд. техн, наук Н.В. Шевченко). Расчеты, хотя и предварительные, подтвердили весьма высокую эффективность новых МЭС и наборов машин и орудий к ним, а прогнозный анализ (здесь не приводится) показал, что высокая эффективность инновационной техники сохранится, по крайней мере, на весь период применения её: после полного оснащения АПК -2033-2035 гг. - ещё не менее десяти лет. Таким образом, можно полагать, что настоящее обоснование мобильной энергетики высоких классов для отечественного АПК может обеспечить достаточную значимость экономической эффективности с тем, чтобы начать реализацию в сель-хозпроизводстве.

Заключение. Базовая разработка, которая определила направления создания МЭС пятого поколения, состояла в синтезе требований экологической сбалансированности техногенных процессов в агроэкосистемах. В земледельческой механике и других научных подотраслях общей теории механизации АПК накоплен колоссальный материал, который и позволил сформулировать (синтезировать) названные требования.

Предложенные конструктивно-технологические схемы МЭС пятого поколения высоких тяговых классов и соответствующие рабочие орудия и машины, в основу создания которых положена инновационная сельхозтехника, разработанная АЧИИ совместно с ООО «Тензор-Т» и поставленная последним на серийное производство, а также другими организациями, способны обеспечить реализацию экологических требований. Прогноз показывает, что применение названных инновационных технических средств окажется целесообразным в решении стратегической задачи сохранения продукционных свойств почв и повышения уровня техникоэксплуатационных показателей сельхозтехники.